Regenerierung von Trink- und Brauchwasserbrunnen, sowie geothermischen Brunnen nach DVGW W 130

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1 Regenerierung von Trink- und Brauchwasserbrunnen, sowie geothermischen Brunnen nach DVGW W 130 Autor: Gerhard Etschel, Geschäftsführer Etschel Brunnenservice GmbH A. Einleitung Brunnen, ob deren Nutzung nun als Wassergewinnungsanlage (Förderbrunnen ) für Kommunen oder als geothermische Anlage (Förderbrunnen und Schluckbrunnen) für ein oder mehrere Haushalte vorgesehen ist, unterliegen einer natürlichen Alterung. Da Brunnenbauwerke, unabhängig von Ihrer jeweiligen Nutzung in der Regel die gleiche Konstruktion aufweisen, wird im folgenden nicht zwischen deren Nutzung unterschieden. Geothermische Brunnen mit Sonden sind im klassischen Sinne nicht regenerierbar, und werden deshalb auch nicht in die Betrachtung einbezogen. B. Warum verlieren Brunnen Ihre Leistung? Abhängig von Ihrer geologischen Lage, Ihrer Konstruktion und von Ihrem Betrieb verlieren Brunnen im Laufe der Zeit Ihre Leistung. Dieser Leistungsverlust tritt in der Regel allmählich ein und ist im Anfangsstadium oft nur schwer vom Betreiber zu erkennen. Die häufigsten Ursachen sind u.a. die Verockerung durch Eisenund/oder Manganverbindungen, die Verschleimung, die Versinterung und/oder die Versandung der Wasserwege zum Brunnen. Weitere Gründe können in der Brunnenalterung liegen, wenn zum Beispiel Korrosion auftritt, oder das Brunnenausbaumaterial, die Pumpe oder deren Steigleitung beschädigt sind. C. Welche Alternativen gibt es zur Brunnenregenerierung? Zur Brunnenregenerierung gibt es drei Alternativen, entweder eine neue Bohrung, die inkl. des dafür notwendigen Wasserrechtsverfahren und der zusätzlich notwendigen Bauarbeiten sehr teuer werden kann, oder eine komplette Brunnensanierung, mit welcher der bestehende Brunnen ausgeräumt und neu ausgebaut wird. Die Sanierung hat den Vorteil, dass sie das bestehende Wasserrecht weiter nutzt, ist aber technisch sehr aufwendig und damit normalerweise ähnlich teuer, wie eine Neubohrung. Die dritte und teuerste Alternative ist die Neubohrung mit einhergehendem Rückbau (Verfüllung) des aufgegebenen Brunnen. 1

2 D. Wozu dienen Regenerierungen? Brunnenregenerierungen dienen der Lebensdauerverlängerung von Brunnen und der weitestgehenden Wiederherstellung der Förderleistung bzw. Schluckleistung, wenn diese im Laufe des Betriebes zurückgegangen ist. Brunnenregenerierungen sind um ein vielfaches kostengünstiger, als die in Abschnitt C. beschriebenen Alternativen. Aufgrund jahrzehntelanger Erfahrung werden beste Ergebnisse erzielt, wenn spätestens bei 10 bis 20 %iger Leistungsminderung des Brunnens eine Regenerierung durchgeführt wird. Dabei sind die Chancen am höchsten, die Brunnenleistung wieder in die Nähe der ursprünglichen Leistungsfähigkeit zu bringen. E. Welche Regeneriermethode ist die Richtige? Es gibt eine Vielzahl mechanischer und chemisch-mechanischer Regenerierverfahren ( siehe Merkblatt W 130). Wurde früher meist chemisch-mechanisch gereinigt, werden heutzutage mehr und mehr umweltschonende, mechanische Verfahren eingesetzt. Bei besonders hartnäckigen Verstopfungen der Wasserwege, kann jedoch die Kombination eines mechanischen mit einem chemischen Verfahren die beste Lösung darstellen. Die derzeit marktführenden Verfahren zur Brunnenregenerierung sind: - mechanisch und umweltschonend: das Druckwellenimpulsverfahren mit Wasserhochdruck (z.b. JET Master ) - chemisch: das sogenannte Kieswäscherverfahren Diese beiden Verfahren können auch gut kombiniert werden! F. Was sollte unbedingt vor und nach einer Regenerierung getan werden? Unabdingbar für eine Regenerierung ist die Zustandskontrolle des Brunnenbauwerks mittels einer Unterwasserkamerabefahrung. Dabei können häufig die Ursache der Leistungsminderung ermittelt und evtl. bauliche Schäden analysiert werden. Wichtig ist dabei, dass die eingesetzte Kameratechnik sowohl über eine Axialkamera, aber auch über eine integrierte Radialkamera mit Zoommöglichkeit verfügt. Diese ist enorm wichtig, um Schäden besser beurteilen zu 2

3 können und über evtl. Reparaturmaßnahmen zu befinden. Darüber hinaus kann man jeweils vor und nach der Regenerierung mit Kurzpumpversuchen und geophysikalischen Messungen weitere Aufschlüsse gewinnen. Eine Dokumentation sollte selbstverständlich sein. G. Welche Art der Regenerierung ist die Richtige? Generell sollte man sich durch erfahrenes und nach DVGW W 120 für solche Arbeiten, zertifiziertes Unternehmen, ein Ingenieurbüro und/oder das zuständige WWA im Vorfeld der Maßnahme beraten lassen. Die rechtliche Grundlage dazu ist in Bayern der 34 des Wasserhaushaltsgesetzes. Mechanische Regenerierungen haben den Vorteil, dass sie lediglich anzeigepflichtig sind. Bei chemischen Regenerier-verfahren hingegen, benötigt der Betreiber i.d.r. eine wasserrechtliche Genehmigung. H. Mechanische Regenerierung Das Druckwellenimpulsverfahren mit Wasserhochdruck (z.b. JET Master ) ist ein rein mechanisches Regenerierverfahren, welches ohne Chemie auskommt. Bei diesem Verfahren werden Rotationsdüsen mit Wasserhochdruck bis max. ca. 550 bar beschickt, die im Brunnen rotieren. Wissenschaftliche Untersuchungen haben ergeben, dass bei Drücken über 270 bar Druckwellenimpulse generiert werden, welche die Voll- und Filterrohre von Belägen befreien und den angrenzenden Filterkies in Vibration bringen. Dadurch können die zur Verstopfung der Wasserwege beitragenden Feststoffe zwischen den Filterkieskörnern gelöst werden. Durch eine Auf- und Abbewegung des Aggregates bewirkt ein Kolbeffekt, dass diese Stoffe in den Brunnen eingesaugt werden. Eine im Brunnen während des Verfahrens installierte Unterwasserpumpe sorgt dafür, dass die gelösten Feststoffe sofort aus dem Brunnen gepumpt werden. Bei einem Forschungsvorhaben des DVGW am Dresdner Grundwasserforschungszentrum (W55/99) wurden verschiedene Verfahren hinsichtlich Ihrer Tiefenwirkung untersucht. Dabei konnte der JET Master mit dem Druckwellenimpulsverfahren mit Wasserhochdruck mit Bestnoten abschließen. Die Tiefenwirksamkeit beeinflusst natürlich auch die Nachhaltigkeit der Maßnahme demnach gilt: je weiter ein Verfahren in die Kiesschüttung wirkt, umso länger ist in der Regel die Zeitspanne bis zur nächsten Regenerierung. 3

4 I. Was ist bei einer Regenerierung wichtig? Die Einhaltung der Forderungen des Merkblattes W 130, nämlich TRENNEN (Aufbrechen und Mobilisieren der Verstopfungen) FÖRDERN ( Gleichzeitiges Abpumpen der gelösten Stoffe) KONTROLLIEREN (Regelmäßige Kontrolle und Dokumentation GLEICHZEITIG, um den Regeneriererfolg und das Erreichen des sogenannten Abbruchkriteriums für den Kunden auf der Baustelle nachvollziehbar zu machen. J. Wie werden die nicht mit abgepumpten Feststoffe entfernt? Nicht mit abgepumpte Feststoffe setzen sich im Brunnensumpf ab. Diese werden nach der Regenerierung mittels einer speziell für diese Zwecke konzipierten Mammutpumpe herausgepumpt. In manchen Fällen muß diese Maßnahme zusätzlich vor der Regenerierung durchgeführt werden. Dies ist dann der Fall, wenn sich schon während des Brunnenbetriebes so viele Feststoffe abgelagert haben, das Filterstrecken bereits bedeckt worden sind. K. Wie lange dauert eine Brunnenregenerierung? Die Dauer einer Regenerierung ist abhängig von dem Volumen des Brunnens, der Brunnentiefe, der Stärke der Verstopfungen und der Länge der zu bearbeitenden Filterstrecken. Generell dauern mechanische Regenerierungen wesentlich kürzer und sind damit oft wesentlich kostengünstiger, als chemisch-mechanische Brunnenregenerierungen. L. Welchen Zusatznutzen kann eine Regenerierung bringen? Bei Unterwasserpumpen mit fester Drehzahl verschlechtert sich der energetische Wirkungsgrad der Pumpe mit nachlassender Förderleistung des Brunnens. Die Brunnenregenerierung trägt dazu bei die Betriebspumpe wieder in Richtung Ihres energetischen Optimums zu bringen. Die dadurch bedingten Stromkosteneinsparungen können in vielen Fällen mehrere Tausend Euro pro Jahr betragen und in kurzer Zeit die Kosten für eine Regenerierung amortisieren. 4

5 M. Woran kann man die Notwendigkeit einer Regenerierung erkennen? Es gibt eine Vielzahl von Messmöglichkeiten und Kriterien ( z.b. nachlassende Pumpleistung, erhöhter Stromverbrauch, hoher Verschleiß der Pumpe usw.), um die Notwendigkeit einer Brunnenregenerierung zu bestimmen. Die einfachste Methode ist der Vergleich des Ruhewasserspiegels mit dem Absenkwasserspiegel. Als Faustformel gilt: Sinkt der Ruhewasserspiegel im Verhältnis zum ursprünglichen Ruhewasserspiegel relativ wenig ab, aber der Absenkwasserspiegel im Verhältnis dazu relativ stark, dann ist das ein untrügliches Zeichen für verstopfte Wasserwege. N. Fazit Brunnen sind wertvolle Bauwerke, deren Lebensdauer durch regelmäßige Zustandskontrollen und Brunnenregenerierungen bzw. Brunnensanierungen entscheidend verlängert werden kann. Geben Sie also Ihren Brunnen eine zweite Chance (Abb.1)! Mehr Infos zum Thema unter: Bildquelle: Christina Etschel 5